package q4_lock_test;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

class Phone implements Runnable {

    //synchronized就是典型的可重入锁
    public synchronized void sendSMS() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t invoke sendSMS()");
        sendEmail();
    }

    public synchronized void sendEmail() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ####### invoke sendEmail()");
    }

    //ReentrantLock就是典型的可重入锁
    Lock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        get();
    }

    //lock()和unlock()必须配对，加几把锁都可以编译并执行
    //但是如果unlock()后忘记写unlock()，则会导致锁不能释放，一直等待
    public void get() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t invoke get()");
            set();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void set() {
        lock.lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t ####### invoke set()");
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

//自旋锁
class SpinlockDemo {
    //原子引用线程
    private AtomicReference<Thread> atomicReference = new AtomicReference<>();

    public void myLock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in ^_^");
        while (!atomicReference.compareAndSet(null, thread)) {

        }
    }

    public void myUnlock() {
        Thread thread = Thread.currentThread();
        atomicReference.compareAndSet(thread, null);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t invoked myUnlock()");
    }
}

//资源类
class MyCache {

    private volatile Map<String, Object> map = new HashMap<>();

    private ReadWriteLock rwlock = new ReentrantReadWriteLock();

    public void put(String key, Object value) {
        //写锁
        rwlock.writeLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 正在写入：" + key);
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
            map.put(key, value);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 写入完成：");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rwlock.writeLock().unlock();
        }
    }

    public void get(String key) {
        //读锁
        rwlock.readLock().lock();
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 正在读取：");
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300);
            Object value = map.get(key);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 读取完成：" + value);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            rwlock.readLock().unlock();
        }
    }

    public void clear(){
        map.clear();
    }
}

public class LockDemo {

    volatile int n = 0;

    public void add() {
        n++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        /*
        公平锁(排队)和非公平锁（插队）
        1、是什么
            公平锁：是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁，类似排除打饭，先来后到。
            非公平锁：是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能申请的线程比先申请的线程先获取锁，
                     在高并发的情况下，有可能会造成优级级反转或者饥饿现象。
            并发包中ReentrantLock的创建可以指定构造函数的boolean类型来得到公平锁或非公平锁，默认为非公平锁。
            Lock lock = new ReentrantLock(true);
        2、两者区别
            公平锁：Thread acquire a fair lock in the order in which they requested it.
            公平锁，就是很公平，在并发环境中，每个线程获取锁时会先查看此锁维护的等待队列，
            如果为空，或者当前线程是等待队列的第一个，就占有锁，否则就会加入到等待队列中，
            以后会按照FIFO的规则从队列中取到自己。

            非公平锁：a nonfair lock permits barging: threads requesting a lock can jump ahead of the queue of waiting threads
            if the lock happens to be avaiable when it is requested.
            非公平锁比较粗鲁，上来就直接尝试占有锁，如果尝试失败，就再采用类似公平锁那种方式。
        3、题外话
            java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否公平锁，默认是非公平锁。
            非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
            对于synchronized而言，也是一种非公平锁。
        */

        //reenterLockDemo();

        //spinlockDemo();

        readWriteLockDemo();

    }

    /*
    独占锁（写锁）/ 共享锁（读锁）/ 互斥锁
    多个线程同时读一个资源类没有任何问题，所以为了满足并发量，读取共享资源应该同时进行。
    但是，如果有一个线程想去写共享资源，就不应该再有其他线程可以对该资源进行读或写。
    小总结：
        读-读能共享
        读-写不能共享
        写-写不能共享

        写操作：原子 + 独占, 整个过程必须完整统一体，不能被分割或打断
    */
    public static void readWriteLockDemo() {

        MyCache myCache = new MyCache();

        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int tmpInt = i;
            new Thread(() -> {
                myCache.put(tmpInt + "", tmpInt + "");
            }, "T" + i).start();
        }

        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            final int tmpInt = i;
            new Thread(() -> {
                myCache.get(tmpInt + "");
            }, "T" + i).start();
        }

    }

    /*
    自旋锁（spinlock）
    是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文的消耗，缺点是循环会消耗CPU
    public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
        int var5;
        do {
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
        return var5;
    }
    */
    public static void spinlockDemo() {
        SpinlockDemo spinlockDemo = new SpinlockDemo();

        new Thread(() -> {
            spinlockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            spinlockDemo.myUnlock();
        }, "AA").start();


        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        new Thread(() -> {
            spinlockDemo.myLock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            spinlockDemo.myUnlock();
        }, "BB").start();
    }

    /*
    可重入锁（又名递归锁）
    1、是什么
        可重入锁（也叫做递归锁）
        指的是同一线程外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然能获取该锁的代码，
        在同一个线程在外层方法获取锁的时候，在进入内层方法会自动获取锁。
        也就是说，线程可以进入任何一个它已经拥有的锁所同步着的代码块。
        t1	 invoke sendSMS()
        t1	 ####### invoke sendEmail()
        t2	 invoke sendSMS()
        t2	 ####### invoke sendEmail()
    2、ReentrantLock、synchronized就是典型的可重入锁
    3、可重入锁最大的作用是避免死锁
    4、ReenterLockDemo
    */
    public static void reenterLockDemo() {
        Phone phone = new Phone();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone.sendSMS();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "t1").start();

        new Thread(() -> {
            try {
                phone.sendSMS();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "t2").start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Thread t3 = new Thread(phone, "t3");
        Thread t4 = new Thread(phone, "t4");

        t3.start();
        t4.start();
    }
}
